Python程序設計教學的方法與研究

摘 要：Python程序設計是計算機課程中的一個重要教學內容，基于“三教”改革的背景下，筆者通過Python程序課程的實踐，詳盡論述了從教學設計到教學實踐的流程，希望為新課標下的Python程序教學提供參考。

關鍵詞：高中Python;程序設計;教學方法;

職高二年級計算機課程中導入了Python程序語言的教學，根據新課標的要求，“從生活實踐著手，論述算法的定義與特點，使用適度的描述模式與管控結構來進行運算”“掌握一類程序設計語言的基礎理論，讓程序設計語言進行簡易計算。通過化解具體問題，體會程序設計的基礎流程，感受算法的效果，掌握程序調試與運行的模式”等內容需要，通過對應目標的完成，推動學生核心素質的形成，形成邏輯思維，實踐立德樹人?；谶@樣使用這樣的思想與觀念，筆者通過實例分析，來探索教學的可能性與可靠性，并通過時間來進行佐證。

一、問題的提出

伴隨著新課標的發布，帶來了教學觀念、教學版塊、教學方略與教學考評的大革命，要把文本教程轉化為實踐教學，這也給計算機技術一線老師帶來了一定的困惑。為滿足新課程標準的需求，筆者檢索了一些解讀文獻，閱讀了計算機技術類的一些期刊上的有關新課程標準的文章，并且思考其應用策略，希望能為將來更全方位、更順暢地開展教學工作奠定基礎。伴隨2020年的新生進入學校，怎樣組織教學？怎樣開發教程？一線計算機老師需要精心準備，自己去解讀這部分問題并提出解決問題的策略，而一些新生也會學習校本化的技術教程等。

二、教學內容闡述

新版課標標定的計算機技術核心素質是信息理念、運算思維、信息社會職責、數字化課程與創新性課程，解讀這部分核心素質很簡單，但一線老師要發散思維，選擇恰當的教學內容，找尋與創新教學模式并在實踐中進行教學。依照準則，學生要能夠依照個體趣味性、學習時間，選擇一些適合自己的教程。包含參數結構、互聯網理論、參數管理與解析、人工智能、3D創設、開源硬件、算法初步、移動應用創設等版塊，其中有些版塊還需要老師從教學準則著手，從中梳理出適于不同層級學生的教程，自我準備資料，因材施教。

《從Python走近人工智能》是某院校老師經過調研解析，權衡到學生的情況與受限的教學課時，為有著較強信息科技素質并且對電腦編程感興趣的學生創建的楊本華信息技術教程。這門教程對課標各版塊內容實施了整合，明確了用下列內容作為教學的核心部分。

通過互聯網瀏覽，通曉電腦語言發展演變情況，解讀信息科技發展態勢;憑借互聯網上各種Python語言學習網站與實例，知曉程序設計語言中常量、變量、算式與次序、旁支、循環三大基礎構造，透過典例體驗程序調試與運轉的基礎模式;通過實例講解，解讀窮舉、排列、檢索等常規算法實現的程序基礎結構，體會相異算法效率的差異，解讀算法精確性、可研究性、健壯性對程序創設的重大影響，并可以初步測算算法的時空的繁雜度;通過小規模網站實例構建，體會對象、屬性、方法、事件的定義;通過小游戲、互聯網爬蟲等版塊，體會怎樣通過電腦編程來化解疑難問題，體會項目設計的基礎流程。

三、Python程序設計的教學策略

筆者以《趣味小游戲程序設計》為實例，從學情解析、教學目標、教學方略與教學流程四大維度來論述職高二年級Python程序教學設計。

（1）學情解析

學生是教學的主體，老師要全方位解讀學情，掌握每一位學生的實際情況，即預備教案階段要權衡到學生的狀況。學生已有的認識水平、理論基礎、既有經驗是如何的，學生的興趣性、疑惑度或共同處是怎樣體現的？學生的實際水準在何種程度，可能水平能夠達到何種程度，老師都應進行權衡。具體到程序設計語言的教學中，其對學生溫故知新的能力有什么影響？而程序設計需要嚴密的邏輯思維與學以致用的需求極大，所以在解讀學生學情階段，要傾向于解讀學生本身的水平與能力到底如何，并預判學生通過程序設計課程會到達怎樣的高度與水準。

（2）教學設計

解讀學生狀況與學習目標后，還要形成多種教學方略支持的局面，教學設計中的教學過程設計就變得理據充分、順理成章了。以下以《趣味小游戲的程序設計》為實例來進行講解或解讀。

1.游戲興趣激發，新課導入

【老師】演播中央電視臺《購物街》競猜產品售價游戲視頻，將游戲導入教程。使用幻燈片來講述游戲法則，對法則進行簡介后組織學生體會游戲。一名學生扮演主持人的角色，講解產品后讓其余學生競猜，競猜學生報出售價，主持人依照報出的價格對學生進行簡單的競猜提示，先猜中的學生獲得勝利。

【學生】主動參加到教學中歐。

【老師】游戲做完后，學生來老師的引導下使用程序來創設一個猜商品首先的游戲，將“娛樂”進行到底。以此來引出本單元要學習的內容。

2.師生協作，一同討論

【老師】使用幻燈片對優秀流程實施簡介，引導學生一同探尋解析采商品售價游戲的核心步驟。

【學生】競猜的竅門與提醒的模式。

【老師】找到游戲的流程圖與核心點以后，讓電腦扮演主持人的角色，玩競猜游戲，并通過電腦思考游戲的玩法，誘導學生以電腦思維從之前的解析中提煉出算法，并且通過畫圖來表現算法。

【學生】師生協作，通過板書將算法過程圖的步驟通過復制粘貼進行表示。

3.自我探究，掌握新理論

【老師】老師誘導學生解讀新的算法過程圖——挑選構造（分支構造），組織學生自發探究案例上的有關內容，解讀選擇結構的語法、功能與執行流程。自發學習后通過三道程序閱覽題，檢驗學生的自學成果。

【學生】沉浸在自發探究學習中，并試著解開三道程序閱覽題。

【老師】通過提問檢驗三道程序閱覽題的解答，請學生解析解題流程，從而判斷學生的掌握情況。

4.編程，寓教于樂

【老師】例如，發送留白程序到學生的電腦，規定使用Python設計包含游戲流程的任務。針對學習力強的學生，進行提醒——使用Python攜帶的隨機數模塊random，激勵其改善程序來增強游戲的可玩性。

【學生】補充完程序留白處，完成程序，體會與電腦競猜產品售價的游戲的趣味性，分成小組進行討論，并集體完成。

5.小組協作，形成頭腦風暴

【老師】布置延伸任務。例如，以小組為平臺羅列生活中的選擇案例，用流程圖的模式來描述算法，并試著編程。

【學生】小組協作，溝通探討，統一意見，各組別在方案相應部分進行舉例并完成算法過程圖的編繪。

【老師】使用希沃教學助手中的投屏功能將幾個小組的課后練習投映到大銀幕上，并讓學生進行講解與共享。

6.課程總結，展望未來

【老師】以思維導圖的模式梳理本堂課的內容。歸納科技在人類生活中的關鍵性影響，并且強調人的主導功能，讓學生思考科技與人的關聯。

再例如，在創建場景方面，老師使用互聯網上既有程序在Python畫出一朵玫瑰花，師生一同解析程序語句的效能，導入本單元學習題目“Python模塊應用”;其次，學生閱覽菜鳥網站的“Python模塊”網頁，迅速解讀模塊導入到目前程序的基本模式與模塊的分類;再次，學生運行實例程序，解析語句、觀察功效（此步驟本質上是讓學生體會、熟悉程序設計的基礎元素，例如初始變量預設、流程處理、結果輸出等）。

四、教學結果與教學反思

筆者對職高二年級Python程序教程的教學實際為基礎，從學生參加度、教學目標完成度兩大層面來權衡教程實施功效。

（1）學生參加度

在課堂初始的產品售價競猜版塊，扮演聽眾的學生會踴躍報出售價，很多次都是四五名學生同時報價，教程氛圍極為熱烈;在程序閱覽題的一些問答時段，學生為了獲得發言的權利，并且也為了小組加分，都踴躍參與游戲。這時，老師可能會出現錯覺，認為這是小學課堂。這在日常個性較為沉穩的高中生中實在并不常見，也為氛圍較為憋悶的傳統教學“上了一課”;在教學總結時板書上會出現小組考評表，老師可以清楚地獲得學生參加的情況，每個小組的學生參加人數都超過15次，最多的小組是25次。

（2）教學目標完成度

筆者把教學目標的完成度大致分為理論、技能與科目核心素質三大維度。學生理論與技能的掌握程度，筆者從學生練習題提交就能夠很明顯地察覺。從作業提交的維度上來講，補充留白程序的練習每位學生都能夠做完基本任務。而筆者也意識到，個別學生由于出現了代碼格式的小錯漏而多次調試了幾次程序影響了交練習題的速度，另外個別學生基礎不夠扎實，在解讀算法時會產生細微的誤差，在算法轉化成程度的階段經歷了一些小波折，然而通過教師的單獨提點也能夠完成任務。因此，雖然學生由于個體差別致使練習題提交的速度快慢不一致，然而在老師所約定的任務時間內，學生都能夠完成練習題，而且從隨機抽檢的練習題來說，都是正確的。筆者堅信該隨機樣本的質量能夠代表全班學生的練習題質量。學生核心素質方面，筆者能夠通過學生羅列生活中的“選擇”案例，并引導學生做完做對任務。該版塊檢驗的是學生發現難題、化解難題的技能，必須將教學中所學理論轉移到新場景中。雖然任務本身的難度不小，但是小組協作能夠彌補這方面的不足，最后每個組別都遞交了創新性的練習題。該流程與成果所反映出的是學生業已兼備了既定的信息理念與計算思維等核心素質。

融合本次教學活動，筆者對Python程序教學提出以下的總結：

1.以新課程標準為引導，把新課程標準觀念融入到Python程序教程中

從教學創設到教學實踐，老師要不斷滲入新課程標準的觀念，重組教學，培養學生核心素質。例如，在教程中要減弱過往編程的主體功能，不能強制要求每位學生都編程專家，而是通過簡易的編程讓學生既能學會程序設計語言的有關理論與能力，又可以讓學生學會轉移知識，在化解現實難題是使用電腦思維模式與科目理論來化解難題。

2.面對新課程標準的要求，老師要堅信自己也要相信學生

新課程標準的大革命，需要信息技術老師完成教學創新，創新需要老師付出巨大的努力，最終開花結果。創新也需要老師用信賴的眼光來贊許學生，用堅定的行為來執行老師的決議。還是以本文的案例《趣味小游戲的程序設計》為實例進行論述，筆者開始擔憂有幾率失利的版塊是讓學生羅列生活中的選擇案例之后通過算法完成。但是，學生的表現是出人意表的，5個小組分別羅列了“粉絲效應”、“電影票分階段折扣售票”“高速公路收費”“考試分數級別考評”與“體育課引體向上考評”等，并完成了正確的算法描述。來源于生活、學習的內容各異的五個案例，讓人收獲意外之喜，筆者由衷的贊嘆學生敏銳的信息意識與可重塑的計算思維技能。

結束語：綜上所述，Python程序教學是面向新課程標準的主動教學，是以此踐行新課程基礎觀念與培養學科核心素質的有效嘗試。雖然在教學設計與實踐階段筆者得到了很多成功的案例，然而也發覺教學模式較為單一與教學考評模式較為單調的情況。這在筆者以后的研究中會陸續提及。

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作者簡介：邰見良，浙江省杭州市，1978.6，漢族，本科，計算機專業、中級職稱，從事職業高中計算機教學與研究工作。